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2020年 第50卷 第12期
2020, 50(12): 1-7.
doi: 10.13204/j.gyjzG19092502
摘要:
微生物矿化岩土材料是利用微生物新陈代谢中的矿化行为来诱导生成碳酸钙沉淀，填充岩土材料孔隙、胶结基质颗粒而形成的一种类岩石的新型绿色土工材料。通过核磁共振方法得到了不同类型溶液环境下不同干湿循环周期后材料的孔径分布曲线， 分析了不同大小孔径的变化与孔隙度之间的联系，研究了这种材料在盐环境下经历多次干湿循环后微观孔结构的变化规律。研究结果表明：当盐蚀和干湿作用共同作用时，材料会发生破坏，表现为颗粒剥落和流失，且复合盐的情况会加剧这种破坏。矿化材料在经历盐蚀-干湿作用侵蚀的过程中，孔隙度与材料破坏剥落的程度相关，并且内部不同孔隙的孔径分布量随着循环周期的增加持续变化，矿化材料中大孔（100~1 000 μm）的孔径分布量最多，且随着循环周期的增加而不断增多；微孔（<1 μm）的累积变化与表征材料破坏程度的孔隙度呈显著相关性。研究成果从微观孔隙结构变化的角度，为微生物矿化岩土材料在盐环境的工程应用提供了参考依据。
微生物矿化岩土材料是利用微生物新陈代谢中的矿化行为来诱导生成碳酸钙沉淀，填充岩土材料孔隙、胶结基质颗粒而形成的一种类岩石的新型绿色土工材料。通过核磁共振方法得到了不同类型溶液环境下不同干湿循环周期后材料的孔径分布曲线， 分析了不同大小孔径的变化与孔隙度之间的联系，研究了这种材料在盐环境下经历多次干湿循环后微观孔结构的变化规律。研究结果表明：当盐蚀和干湿作用共同作用时，材料会发生破坏，表现为颗粒剥落和流失，且复合盐的情况会加剧这种破坏。矿化材料在经历盐蚀-干湿作用侵蚀的过程中，孔隙度与材料破坏剥落的程度相关，并且内部不同孔隙的孔径分布量随着循环周期的增加持续变化，矿化材料中大孔（100~1 000 μm）的孔径分布量最多，且随着循环周期的增加而不断增多；微孔（<1 μm）的累积变化与表征材料破坏程度的孔隙度呈显著相关性。研究成果从微观孔隙结构变化的角度，为微生物矿化岩土材料在盐环境的工程应用提供了参考依据。
2020, 50(12): 8-14,7.
doi: 10.13204/j.gyjzG20062207
摘要:
微生物固化能有效提高砂土的强度，而橡胶颗粒与砂土组成的橡胶颗粒土相比于纯砂而言，具有密度小、弹性变形能力强、耗能大、弹性模量低等特点，故提出微生物橡胶颗粒改良土的方法。通过无侧限抗压强度试验，得到微生物橡胶颗粒改良土的强度特性，并分析了橡胶颗粒含量对微生物诱导碳酸钙沉淀技术的影响，基于共振柱试验，重点对比研究橡胶含量、围压对混合土动剪切模量和等效阻尼比的影响。结果表明：当橡胶含量在一定范围（3%左右）内，能够提高混合土的无侧限抗压强度。围压和橡胶颗粒的含量是影响掺橡胶固化钙质砂试样动剪切模量和阻尼比的主要因素；相同配比下，围压越高，动剪切模量越大，衰减越慢，阻尼比越小；在围压不变的情况下，橡胶含量越多，动剪切模量衰减越慢，阻尼比越大。
微生物固化能有效提高砂土的强度，而橡胶颗粒与砂土组成的橡胶颗粒土相比于纯砂而言，具有密度小、弹性变形能力强、耗能大、弹性模量低等特点，故提出微生物橡胶颗粒改良土的方法。通过无侧限抗压强度试验，得到微生物橡胶颗粒改良土的强度特性，并分析了橡胶颗粒含量对微生物诱导碳酸钙沉淀技术的影响，基于共振柱试验，重点对比研究橡胶含量、围压对混合土动剪切模量和等效阻尼比的影响。结果表明：当橡胶含量在一定范围（3%左右）内，能够提高混合土的无侧限抗压强度。围压和橡胶颗粒的含量是影响掺橡胶固化钙质砂试样动剪切模量和阻尼比的主要因素；相同配比下，围压越高，动剪切模量越大，衰减越慢，阻尼比越小；在围压不变的情况下，橡胶含量越多，动剪切模量衰减越慢，阻尼比越大。
2020, 50(12): 15-18,49.
doi: 10.13204/j.gyjzG20052521
摘要:
微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）是近年来在土体加固领域的研究热点，但对MICP技术加固砂土与传统水泥加固砂土力学特性的对比尚不充分。为进一步明确MICP加固砂样和水泥砂浆试样的力学特性，分别制作了MICP固化砂柱和水泥固化砂柱，并对试样进行试验对比。结果表明：碳酸钙含量为7.1%、10.4%的MICP固化砂柱试样的无侧限抗压强度为对应水泥含量7.14%、10%的水泥固化砂柱试样的221%和117%，劈裂抗拉强度为对应水泥固化砂柱试样的609%和228%，即当碳酸钙与水泥含量相近时，MICP固化砂柱试样的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度要高于水泥固化砂柱试样。
微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）是近年来在土体加固领域的研究热点，但对MICP技术加固砂土与传统水泥加固砂土力学特性的对比尚不充分。为进一步明确MICP加固砂样和水泥砂浆试样的力学特性，分别制作了MICP固化砂柱和水泥固化砂柱，并对试样进行试验对比。结果表明：碳酸钙含量为7.1%、10.4%的MICP固化砂柱试样的无侧限抗压强度为对应水泥含量7.14%、10%的水泥固化砂柱试样的221%和117%，劈裂抗拉强度为对应水泥固化砂柱试样的609%和228%，即当碳酸钙与水泥含量相近时，MICP固化砂柱试样的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度要高于水泥固化砂柱试样。
2020, 50(12): 19-24,118.
doi: 10.13204/j.gyjzG20021404
摘要:
针对日益严重的粉尘污染问题，探讨利用大豆脲酶诱导碳酸钙沉积（EICP）技术治理黄泛区裸露粉土扬尘。通过离心提取的大豆脲酶与尿素-氯化钙混合配置的反应液对黄泛区粉土进行固化，开展了室内抗风试验、碳酸钙生成量检测和表面强度试验。试验表明：EICP技术能使土体表面生成一层硬壳层，将表面的土颗粒相互胶结在一起，具有抗风侵蚀特性。为进一步揭示EICP在处理扬尘方面的成效，对不同浓度反应液、豆粉质量浓度及喷洒量对粉土固化效果的影响进行了研究，结果表明：土样损失量随着反应液浓度、豆粉质量浓度及喷洒量的增加而降低，当反应液浓度为0.08 mol/L时，豆粉质量浓度为40 g/L，处理液体积为4 L/m2时，EICP加固的试样质量损失量为零，试样具备良好的抗风侵蚀特性。
针对日益严重的粉尘污染问题，探讨利用大豆脲酶诱导碳酸钙沉积（EICP）技术治理黄泛区裸露粉土扬尘。通过离心提取的大豆脲酶与尿素-氯化钙混合配置的反应液对黄泛区粉土进行固化，开展了室内抗风试验、碳酸钙生成量检测和表面强度试验。试验表明：EICP技术能使土体表面生成一层硬壳层，将表面的土颗粒相互胶结在一起，具有抗风侵蚀特性。为进一步揭示EICP在处理扬尘方面的成效，对不同浓度反应液、豆粉质量浓度及喷洒量对粉土固化效果的影响进行了研究，结果表明：土样损失量随着反应液浓度、豆粉质量浓度及喷洒量的增加而降低，当反应液浓度为0.08 mol/L时，豆粉质量浓度为40 g/L，处理液体积为4 L/m2时，EICP加固的试样质量损失量为零，试样具备良好的抗风侵蚀特性。
2020, 50(12): 25-31,179.
doi: 10.13204/j.gyjzG20062910
摘要:
在乡村振兴的背景下，研究乡村空间的转型具有延续农业传统和保持乡村社会结构和谐发展的双重意义。选择河南省裴城村为研究对象，基于空间句法建立乡村动态更新前后的量化研究模型，通过对村落更新前后的空间整合度、可理解度及街网线密度等方面进行量化对比，归纳出乡村空间可达性、空间结构、村落中心等方面的变化规律。为制定乡村保护和发展规划的量化分析、局部更新对乡村整体空间结构影响的研究、乡村更新实践选点等方面提供借鉴。
在乡村振兴的背景下，研究乡村空间的转型具有延续农业传统和保持乡村社会结构和谐发展的双重意义。选择河南省裴城村为研究对象，基于空间句法建立乡村动态更新前后的量化研究模型，通过对村落更新前后的空间整合度、可理解度及街网线密度等方面进行量化对比，归纳出乡村空间可达性、空间结构、村落中心等方面的变化规律。为制定乡村保护和发展规划的量化分析、局部更新对乡村整体空间结构影响的研究、乡村更新实践选点等方面提供借鉴。
2020, 50(12): 32-41.
doi: 10.13204/j.gyjzG19112606
摘要:
近海大气环境下，钢筋锈蚀会导致剪力墙结构抗震性能发生退化，有必要建立锈蚀钢筋混凝土（RC）剪力墙结构的地震易损性模型。以典型剪力墙结构为研究对象，基于PERFORM-3D，主要通过材料劣化原理考虑近海大气环境下的钢筋锈蚀，采用纤维模型建立RC剪力墙结构的数值模型；以峰值地面加速度（PGA）作为地震动的强度指标，分别对22条地震波进行地震动调幅，得到不同龄期下不同层数对应典型结构的需求模型参数；定义多龄期RC剪力墙结构性能指标限值，对8度设防下不同龄期对应不同层数的典型剪力墙结构进行地震易损性分析。结果表明：随龄期增加，不同层数的典型剪力墙结构对应各极限状态超越概率均不断增加。
近海大气环境下，钢筋锈蚀会导致剪力墙结构抗震性能发生退化，有必要建立锈蚀钢筋混凝土（RC）剪力墙结构的地震易损性模型。以典型剪力墙结构为研究对象，基于PERFORM-3D，主要通过材料劣化原理考虑近海大气环境下的钢筋锈蚀，采用纤维模型建立RC剪力墙结构的数值模型；以峰值地面加速度（PGA）作为地震动的强度指标，分别对22条地震波进行地震动调幅，得到不同龄期下不同层数对应典型结构的需求模型参数；定义多龄期RC剪力墙结构性能指标限值，对8度设防下不同龄期对应不同层数的典型剪力墙结构进行地震易损性分析。结果表明：随龄期增加，不同层数的典型剪力墙结构对应各极限状态超越概率均不断增加。
2020, 50(12): 42-49.
doi: 10.13204/j.gyjz201907080013
摘要:
为推进再生混凝土类材料的研究和应用，考察纤维增强再生混凝土预制复合墙板的受力性能，设计制作两片纤维增强再生混凝土装配式墙体、一个普通混凝土装配式墙体试件进行拟静力试验对比研究。研究纤维增强再生混凝土类墙体的破坏现象、破坏机制与滞回特性等，探讨不同预制墙板材料对墙体整体刚度退化、强度退化、变形曲线、耗能能力及残余变形率的影响及关键抗震性能指标的影响规律。研究表明：纤维增强再生混凝土试件呈现明显的弯剪破坏形态，刚度退化平缓，与普通混凝土试件退化规律一致，不同框格材料墙体在屈服点附近刚度略有差异；各墙体强度退化规律类似，峰值荷载后纤维增强再生混凝土墙体的强度退化更平稳；对比普通混凝土试件，两个再生混凝土试件峰值荷载分别下降2.1%、2.6%，延性系数分别提高28.0%、27.4%；通过合理设计可应用于12层以下装配式复合墙结构体系。
为推进再生混凝土类材料的研究和应用，考察纤维增强再生混凝土预制复合墙板的受力性能，设计制作两片纤维增强再生混凝土装配式墙体、一个普通混凝土装配式墙体试件进行拟静力试验对比研究。研究纤维增强再生混凝土类墙体的破坏现象、破坏机制与滞回特性等，探讨不同预制墙板材料对墙体整体刚度退化、强度退化、变形曲线、耗能能力及残余变形率的影响及关键抗震性能指标的影响规律。研究表明：纤维增强再生混凝土试件呈现明显的弯剪破坏形态，刚度退化平缓，与普通混凝土试件退化规律一致，不同框格材料墙体在屈服点附近刚度略有差异；各墙体强度退化规律类似，峰值荷载后纤维增强再生混凝土墙体的强度退化更平稳；对比普通混凝土试件，两个再生混凝土试件峰值荷载分别下降2.1%、2.6%，延性系数分别提高28.0%、27.4%；通过合理设计可应用于12层以下装配式复合墙结构体系。
2020, 50(12): 50-54,68.
doi: 10.13204/j.gyjzG19113014
摘要:
为了合理评估硫酸腐蚀钢筋混凝土梁的剩余承载力，建立合理科学的硫酸腐蚀钢筋混凝土梁承载力计算方法，综合考虑硫酸腐蚀混凝土的力学性能退化和截面损伤、腐蚀钢筋的力学性能退化以及钢筋强度利用系数的影响，提出了硫酸腐蚀后钢筋混凝土梁抗弯承载力计算方法；通过与试验结果进行对比，该计算方法精确度较好。分析结果表明：随着pH值的降低，硫酸腐蚀对梁受弯承载力的影响增大；混凝土强度等级越高，梁承载力下降越快；在钢筋未锈蚀时，随着混凝土腐蚀层厚度的增加，梁承载力下降。
为了合理评估硫酸腐蚀钢筋混凝土梁的剩余承载力，建立合理科学的硫酸腐蚀钢筋混凝土梁承载力计算方法，综合考虑硫酸腐蚀混凝土的力学性能退化和截面损伤、腐蚀钢筋的力学性能退化以及钢筋强度利用系数的影响，提出了硫酸腐蚀后钢筋混凝土梁抗弯承载力计算方法；通过与试验结果进行对比，该计算方法精确度较好。分析结果表明：随着pH值的降低，硫酸腐蚀对梁受弯承载力的影响增大；混凝土强度等级越高，梁承载力下降越快；在钢筋未锈蚀时，随着混凝土腐蚀层厚度的增加，梁承载力下降。
2020, 50(12): 55-63.
doi: 10.13204/j.gyjz201907170003
摘要:
编制中的《工业建筑抗震设计标准》将结构类别划分为塑性结构、弹塑性结构及弹性结构三大类，并提出各类别所采用的结构性能系数q，来对地震效应组合进行调整。对于弹性结构，其提出可采用结构性能系数q=2.0、qh=2.5进行抗震计算。以既存的单层的单、多跨排架结构的工业厂房为例，按弹性结构考虑，采用改进后的PKPM软件建立平面计算模型，分别在各设防烈度下进行地震作用效应的计算。以柱应力比首次超过1.0时的设防烈度，进行该烈度下的结构罕遇地震弹塑性时程分析。明确了单层工业厂房在满足弹性结构设计要求的前提下，在罕遇地震中不会发生倒塌破坏。
编制中的《工业建筑抗震设计标准》将结构类别划分为塑性结构、弹塑性结构及弹性结构三大类，并提出各类别所采用的结构性能系数q，来对地震效应组合进行调整。对于弹性结构，其提出可采用结构性能系数q=2.0、qh=2.5进行抗震计算。以既存的单层的单、多跨排架结构的工业厂房为例，按弹性结构考虑，采用改进后的PKPM软件建立平面计算模型，分别在各设防烈度下进行地震作用效应的计算。以柱应力比首次超过1.0时的设防烈度，进行该烈度下的结构罕遇地震弹塑性时程分析。明确了单层工业厂房在满足弹性结构设计要求的前提下，在罕遇地震中不会发生倒塌破坏。
2020, 50(12): 64-68.
doi: 10.13204/j.gyjzG201906280004
摘要:
大跨度体育场屋盖是风敏感性结构，由于气动弹性模型的设计和制作存在较大难度，所以此类结构的气弹模型风洞试验研究较少。以一实际体育场为对象，成功设计并制作了其结构的气动弹性模型，并对其进行了风洞试验，测试了该大跨屋盖结构的气动位移响应随风向角和风速的变化关系。此外，试验还对该气弹模型布置了测压点，对比了气弹模型测压与刚性模型测压结果的区别。结果表明：该大跨度屋盖结构最大位移发生在垂直于来流的位置；结构响应随风速增大而增大，而且风速越大增长率也越高；气弹模型测压对平均风压系数影响不大，但是屋盖的脉动风压系数相比刚性模型测压会增大。
大跨度体育场屋盖是风敏感性结构，由于气动弹性模型的设计和制作存在较大难度，所以此类结构的气弹模型风洞试验研究较少。以一实际体育场为对象，成功设计并制作了其结构的气动弹性模型，并对其进行了风洞试验，测试了该大跨屋盖结构的气动位移响应随风向角和风速的变化关系。此外，试验还对该气弹模型布置了测压点，对比了气弹模型测压与刚性模型测压结果的区别。结果表明：该大跨度屋盖结构最大位移发生在垂直于来流的位置；结构响应随风速增大而增大，而且风速越大增长率也越高；气弹模型测压对平均风压系数影响不大，但是屋盖的脉动风压系数相比刚性模型测压会增大。
2020, 50(12): 69-75.
doi: 10.13204/j.gyjzG19111006
摘要:
为研究氯盐环境下混凝土力学性能的退化规律，采用质量分数为5%的NaCl溶液，对混凝土试件进行干湿循环、恒电流通电的加速腐蚀试验，获得了氯盐侵蚀及氯盐-钢筋锈蚀耦合作用下损伤混凝土试件，并对其进行抗压力学性能研究。研究结果表明：氯盐侵蚀单因素作用下，混凝土抗压强度随干湿循环时间增加呈先增大后减小的趋势，最大增幅为16.6%；氯盐-钢筋锈蚀耦合作用下，随着钢筋锈蚀率增大，抗压强度总体呈下降趋势，且前期降幅较后期快。当锈蚀率达到6.3%时，抗压强度较初始未损伤强度降低了19.4%，锈蚀率达到14.9%时，混凝土抗压强度降低了24.5%。锈蚀损伤是混凝土强度降低的主要原因，分别采用锈蚀率及锈胀裂缝宽度作为强度损伤变量，对试验结果进行回归分析，建立了氯盐-锈蚀耦合损伤混凝土抗压强度劣化计算模型。
为研究氯盐环境下混凝土力学性能的退化规律，采用质量分数为5%的NaCl溶液，对混凝土试件进行干湿循环、恒电流通电的加速腐蚀试验，获得了氯盐侵蚀及氯盐-钢筋锈蚀耦合作用下损伤混凝土试件，并对其进行抗压力学性能研究。研究结果表明：氯盐侵蚀单因素作用下，混凝土抗压强度随干湿循环时间增加呈先增大后减小的趋势，最大增幅为16.6%；氯盐-钢筋锈蚀耦合作用下，随着钢筋锈蚀率增大，抗压强度总体呈下降趋势，且前期降幅较后期快。当锈蚀率达到6.3%时，抗压强度较初始未损伤强度降低了19.4%，锈蚀率达到14.9%时，混凝土抗压强度降低了24.5%。锈蚀损伤是混凝土强度降低的主要原因，分别采用锈蚀率及锈胀裂缝宽度作为强度损伤变量，对试验结果进行回归分析，建立了氯盐-锈蚀耦合损伤混凝土抗压强度劣化计算模型。
2020, 50(12): 76-81,111.
doi: 10.13204/j.gyjz201906040002
摘要:
寒冷地区服役的混凝土结构不可避免要受到冻融循环作用的影响。针对经历0次、50次、100次、150次、200次、250次和300次冻融循环后的自密实混凝土受压本构关系开展研究。结果表明：随着冻融循环次数的增加，试件的质量损失率增大，相对弹性模量降低，自密实混凝土能够满足F300的要求。试件的弹性模量和峰值应力在冻融前期变化不大，超过150次冻融循环后降幅明显；随着冻融循环次数的增加，峰值应变先降低后增大，横向变形系数有所减小。基于试验结果，建立了冻融循环后自密实混凝土的归一化受压本构模型，与试验结果吻合较好。
寒冷地区服役的混凝土结构不可避免要受到冻融循环作用的影响。针对经历0次、50次、100次、150次、200次、250次和300次冻融循环后的自密实混凝土受压本构关系开展研究。结果表明：随着冻融循环次数的增加，试件的质量损失率增大，相对弹性模量降低，自密实混凝土能够满足F300的要求。试件的弹性模量和峰值应力在冻融前期变化不大，超过150次冻融循环后降幅明显；随着冻融循环次数的增加，峰值应变先降低后增大，横向变形系数有所减小。基于试验结果，建立了冻融循环后自密实混凝土的归一化受压本构模型，与试验结果吻合较好。
2020, 50(12): 82-87.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011014
摘要:
通过对聚乙烯醇纤维（PVA）增强水泥基复合材料试件进行双面剪切试验和四点弯曲试验，运用韧性比和韧性指数双特征指标来评价剪切韧性和弯曲韧性，同时观察不同纤维掺量和不同水胶比对剪切韧性和弯曲韧性的影响。试验结果表明：与未掺入纤维的试件相比，PVA增强尾矿砂水泥基复合材料试件的延性和吸收能量的能力有明显提高，掺有纤维的试件其剪切韧性和弯曲韧性较好，试件的韧化程度效果显著，韧性质量大幅增加。试验中水胶比由0.25到0.3再到0.35时，韧性比和韧性指数也相应增加，当水胶比为0.35时，韧性比和韧性指数有较明显提高。
通过对聚乙烯醇纤维（PVA）增强水泥基复合材料试件进行双面剪切试验和四点弯曲试验，运用韧性比和韧性指数双特征指标来评价剪切韧性和弯曲韧性，同时观察不同纤维掺量和不同水胶比对剪切韧性和弯曲韧性的影响。试验结果表明：与未掺入纤维的试件相比，PVA增强尾矿砂水泥基复合材料试件的延性和吸收能量的能力有明显提高，掺有纤维的试件其剪切韧性和弯曲韧性较好，试件的韧化程度效果显著，韧性质量大幅增加。试验中水胶比由0.25到0.3再到0.35时，韧性比和韧性指数也相应增加，当水胶比为0.35时，韧性比和韧性指数有较明显提高。
2020, 50(12): 88-92,159.
doi: 10.13204/j.gyjzG19100806
摘要:
将废弃轮胎中提取出来的胎圈纤维添加于混凝土中，通过设计76块150 mm×150 mm×300 mm的工业废旧纤维增强水泥基复合材料在剪切荷载作用下的抗剪试验，研究不同长径比、纤维掺量以及纤维类型对纤维增强水泥基复合材料的抗剪强度影响。结果表明：在体积掺量不大于1.5%、长径比为30和40的情况时，工业废旧纤维增强水泥基复合材料随纤维体积掺量的增加，纤维增强水泥基复合材料抗剪能力显著提升，基本在1.5%的体积掺量时发挥出最佳效果。工业废旧纤维增强水泥基复合材料的抗剪强度随长径比增大而增大。同时，利用ABAQUS有限元分析软件对试验进行数值模拟，计算结果和试验相吻合。
将废弃轮胎中提取出来的胎圈纤维添加于混凝土中，通过设计76块150 mm×150 mm×300 mm的工业废旧纤维增强水泥基复合材料在剪切荷载作用下的抗剪试验，研究不同长径比、纤维掺量以及纤维类型对纤维增强水泥基复合材料的抗剪强度影响。结果表明：在体积掺量不大于1.5%、长径比为30和40的情况时，工业废旧纤维增强水泥基复合材料随纤维体积掺量的增加，纤维增强水泥基复合材料抗剪能力显著提升，基本在1.5%的体积掺量时发挥出最佳效果。工业废旧纤维增强水泥基复合材料的抗剪强度随长径比增大而增大。同时，利用ABAQUS有限元分析软件对试验进行数值模拟，计算结果和试验相吻合。
2020, 50(12): 93-97,87.
doi: 10.13204/j.gyjzG19121204
摘要:
为研究双曲冷弯单片钢化玻璃板的承载力，对8块两长边框支的单片钢化玻璃板进行冷弯和加载试验，分析冷弯过程中玻璃板内应力分布规律，并通过荷载试验研究冷弯玻璃板的冷弯应力与外荷载负向耦合作用下的承载力。研究结果表明：最大冷弯主拉应力出现在与冷弯角点相邻的短边方向角点区域，并随扭曲率的增加呈线性递增；双曲冷弯玻璃板的承载力随着扭曲率的增加基本呈线性下降趋势，外荷载应力与冷弯应力负向耦合后的最大应力位置随着荷载增加而发生转移。在冷弯玻璃设计中，寻找冷弯应力的最大点和外荷载与冷弯耦合应力的最大点是承载力设计的关键，并应根据冷弯曲率和外荷载的耦合作用来设计玻璃板的厚度。
为研究双曲冷弯单片钢化玻璃板的承载力，对8块两长边框支的单片钢化玻璃板进行冷弯和加载试验，分析冷弯过程中玻璃板内应力分布规律，并通过荷载试验研究冷弯玻璃板的冷弯应力与外荷载负向耦合作用下的承载力。研究结果表明：最大冷弯主拉应力出现在与冷弯角点相邻的短边方向角点区域，并随扭曲率的增加呈线性递增；双曲冷弯玻璃板的承载力随着扭曲率的增加基本呈线性下降趋势，外荷载应力与冷弯应力负向耦合后的最大应力位置随着荷载增加而发生转移。在冷弯玻璃设计中，寻找冷弯应力的最大点和外荷载与冷弯耦合应力的最大点是承载力设计的关键，并应根据冷弯曲率和外荷载的耦合作用来设计玻璃板的厚度。
2020, 50(12): 98-101,75.
doi: 10.13204/j.gyjz201902180009
摘要:
为研究古遗址保护建筑斜柱支撑系统在整个施工过程中的受力影响因素，保证洛阳应天门遗址东朵楼结构施工安全，采用MIDAS Gen软件建立了东朵楼三维有限元模型，考虑土压力、自重、施工荷载等，按设计施工顺序，面向施工全过程进行仿真分析，研究施工过程中的斜柱支撑系统结构应力及变形的变化规律。实测与数值计算结果分析表明：遗址原土堆载的影响不容忽视，考虑其影响的模型相对合理，模拟结果与实测的结果较接近，斜柱支撑系统应力及变形趋势基本相同，建议优化桩土相互作用分析步骤。
为研究古遗址保护建筑斜柱支撑系统在整个施工过程中的受力影响因素，保证洛阳应天门遗址东朵楼结构施工安全，采用MIDAS Gen软件建立了东朵楼三维有限元模型，考虑土压力、自重、施工荷载等，按设计施工顺序，面向施工全过程进行仿真分析，研究施工过程中的斜柱支撑系统结构应力及变形的变化规律。实测与数值计算结果分析表明：遗址原土堆载的影响不容忽视，考虑其影响的模型相对合理，模拟结果与实测的结果较接近，斜柱支撑系统应力及变形趋势基本相同，建议优化桩土相互作用分析步骤。
2020, 50(12): 102-111.
doi: 10.13204/j.gyjz20041001
摘要:
纤维增强复合材料加固钢筋混凝土结构技术相比于传统加固技术具有很多技术优势，近年来已经形成了较大规模的实际工程应用。其加固方法主要包括外贴复材片材加固法、嵌入式复材加固法和复材网格加固法。当复材用于建筑物加固时必须满足建筑防火设计标准的要求，故明确复材加固钢筋混凝土梁的抗火性能是该项技术用于建筑结构加固的重要前提。对国内外的相关研究成果进行了综述，包括复材在高温下的基本力学性能、复材与混凝土在高温下的黏结性能、复材加固钢筋混凝土梁的耐火试验、复材加固钢筋混凝土梁抗火性能的有限元模拟、复材加固钢筋混凝土梁受火后的剩余承载力、复材加固钢筋混凝土梁的抗火设计方法，从而系统地阐明了复材加固钢筋混凝土梁的抗火性能。
纤维增强复合材料加固钢筋混凝土结构技术相比于传统加固技术具有很多技术优势，近年来已经形成了较大规模的实际工程应用。其加固方法主要包括外贴复材片材加固法、嵌入式复材加固法和复材网格加固法。当复材用于建筑物加固时必须满足建筑防火设计标准的要求，故明确复材加固钢筋混凝土梁的抗火性能是该项技术用于建筑结构加固的重要前提。对国内外的相关研究成果进行了综述，包括复材在高温下的基本力学性能、复材与混凝土在高温下的黏结性能、复材加固钢筋混凝土梁的耐火试验、复材加固钢筋混凝土梁抗火性能的有限元模拟、复材加固钢筋混凝土梁受火后的剩余承载力、复材加固钢筋混凝土梁的抗火设计方法，从而系统地阐明了复材加固钢筋混凝土梁的抗火性能。
2020, 50(12): 112-118.
doi: 10.13204/j.gyjzG19100804
摘要:
通过3榀型钢混凝土柱的拟静力试验，研究不同加载制度下型钢混凝土柱的抗震性能。结果表明：1）远场加载制度下，随着同级位移循环次数的增加，试件的损伤程度加深、承载力降低幅度加大、耗能能力增强；位移角不超过1/50时，循环次数对试件的抗震性能影响较小，位移角1/40时，循环次数对试件的抗震性能影响显著；试件的极限变形和达到极限位移时的单周滞回耗能、等效黏滞阻尼比小，延性和极限耗能能力差。2）近场加载制度下，试件的裂缝数量少、混凝土压碎区域大，初始极限位移加载后试件的承载力大大降低，耗能能力得到充分发挥；试件的极限变形和达到极限位移时的单周滞回耗能、等效黏滞阻尼比大，延性和极限耗能能力强；再次增大位移加载，位移角不超过1/50时，试件的承载力和耗能能力变化很小，位移角1/40时，试件的承载力急剧降低、耗能能力快速增强。
通过3榀型钢混凝土柱的拟静力试验，研究不同加载制度下型钢混凝土柱的抗震性能。结果表明：1）远场加载制度下，随着同级位移循环次数的增加，试件的损伤程度加深、承载力降低幅度加大、耗能能力增强；位移角不超过1/50时，循环次数对试件的抗震性能影响较小，位移角1/40时，循环次数对试件的抗震性能影响显著；试件的极限变形和达到极限位移时的单周滞回耗能、等效黏滞阻尼比小，延性和极限耗能能力差。2）近场加载制度下，试件的裂缝数量少、混凝土压碎区域大，初始极限位移加载后试件的承载力大大降低，耗能能力得到充分发挥；试件的极限变形和达到极限位移时的单周滞回耗能、等效黏滞阻尼比大，延性和极限耗能能力强；再次增大位移加载，位移角不超过1/50时，试件的承载力和耗能能力变化很小，位移角1/40时，试件的承载力急剧降低、耗能能力快速增强。
2020, 50(12): 119-125.
doi: 10.13204/j.gyjzG19120603
摘要:
通过对6个高强方钢管高强混凝土压弯构件的往复荷载试验，变化参数为轴压比，研究该类构件的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线和延性性能。并采用ABAQUS有限元分析软件，建立了适合高强方钢管高强混凝土压弯构件的数值模型，进一步分析钢材屈服强度、混凝土抗压强度、含钢率、轴压比和长细比等参数对构件承载能力的影响。研究结果表明：构件的承载能力随着钢材屈服强度、含钢率的提高而提高；随着长细比的增加而减小，核心混凝土抗压强度和轴压比对承载能力的影响均较小。
通过对6个高强方钢管高强混凝土压弯构件的往复荷载试验，变化参数为轴压比，研究该类构件的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线和延性性能。并采用ABAQUS有限元分析软件，建立了适合高强方钢管高强混凝土压弯构件的数值模型，进一步分析钢材屈服强度、混凝土抗压强度、含钢率、轴压比和长细比等参数对构件承载能力的影响。研究结果表明：构件的承载能力随着钢材屈服强度、含钢率的提高而提高；随着长细比的增加而减小，核心混凝土抗压强度和轴压比对承载能力的影响均较小。
2020, 50(12): 126-134.
doi: 10.13204/j.gyjzG20051107
摘要:
提出一种应用于装配式交错桁架结构的新型空心楼板与钢梁的连接方式，并建立基于ABAQUS的有限元模型对其受力性能进行了研究。通过17个梁板连接节点的有限元模型，研究了T型连接钢板高度、强度以及埋置深度、螺栓强度、锚固钢筋直径、有无锚固钢筋和后浇混凝土强度等参数对梁板节点承载力的影响。研究结果表明：设置T型连接钢板影响后浇混凝土的破坏位置，会造成应力集中现象；随着T型连接钢板高度的增加，梁板节点的刚度也不断增加，但其对极限承载力影响不大；T型连接钢板的埋置深度是影响梁板节点承载力的关键因素，埋置深度越大，承载力越大；T型连接钢板的强度、螺栓强度、锚固钢筋直径对承载力影响较小，后浇混凝土强度对梁板节点承载力有一定影响，强度越大，承载力越大；梁板节点的受剪承载力随着抗剪钢筋直径的增加而逐渐增加，钢筋直径大于20 mm时，承载力增幅有限，其最大剪切应力能满足实际工程的需要。
提出一种应用于装配式交错桁架结构的新型空心楼板与钢梁的连接方式，并建立基于ABAQUS的有限元模型对其受力性能进行了研究。通过17个梁板连接节点的有限元模型，研究了T型连接钢板高度、强度以及埋置深度、螺栓强度、锚固钢筋直径、有无锚固钢筋和后浇混凝土强度等参数对梁板节点承载力的影响。研究结果表明：设置T型连接钢板影响后浇混凝土的破坏位置，会造成应力集中现象；随着T型连接钢板高度的增加，梁板节点的刚度也不断增加，但其对极限承载力影响不大；T型连接钢板的埋置深度是影响梁板节点承载力的关键因素，埋置深度越大，承载力越大；T型连接钢板的强度、螺栓强度、锚固钢筋直径对承载力影响较小，后浇混凝土强度对梁板节点承载力有一定影响，强度越大，承载力越大；梁板节点的受剪承载力随着抗剪钢筋直径的增加而逐渐增加，钢筋直径大于20 mm时，承载力增幅有限，其最大剪切应力能满足实际工程的需要。
2020, 50(12): 135-143,134.
doi: 10.13204/j.gyjzG19122306
摘要:
为揭示消防喷水冷却火灾后方钢管与核心混凝土界面间的黏结滑移性能，设计制作了23个方钢管混凝土试件，试件考虑了历经最高温度、混凝土的黏结长度、混凝土强度、冷却方式等变化参数。通过黏结滑移推出试验研究，观察了各试件的破坏形态，获取了荷载-滑移全过程曲线及特征点参数，分析了不同参数对界面黏结强度的影响并提出了计算表达式、构建了荷载-滑移本构关系模型。研究表明：加载端与自由端的荷载-滑移曲线形状相似，自由端较晚滑移；随着火灾温度的升高，界面间黏结强度均表现为先增后减的变化趋势，且火灾温度为600 ℃时达到峰值；随着火灾温度的升高，黏结长度对界面黏结强度影响显著且呈反比关系；消防喷水冷却后试件界面黏结强度较自然冷却低，下降幅度随着温度的升高逐渐增大。
为揭示消防喷水冷却火灾后方钢管与核心混凝土界面间的黏结滑移性能，设计制作了23个方钢管混凝土试件，试件考虑了历经最高温度、混凝土的黏结长度、混凝土强度、冷却方式等变化参数。通过黏结滑移推出试验研究，观察了各试件的破坏形态，获取了荷载-滑移全过程曲线及特征点参数，分析了不同参数对界面黏结强度的影响并提出了计算表达式、构建了荷载-滑移本构关系模型。研究表明：加载端与自由端的荷载-滑移曲线形状相似，自由端较晚滑移；随着火灾温度的升高，界面间黏结强度均表现为先增后减的变化趋势，且火灾温度为600 ℃时达到峰值；随着火灾温度的升高，黏结长度对界面黏结强度影响显著且呈反比关系；消防喷水冷却后试件界面黏结强度较自然冷却低，下降幅度随着温度的升高逐渐增大。
2020, 50(12): 144-149,185.
doi: 10.13204/j.gyjzG1904020007
摘要:
采用推出试验分析和有限元模拟结合的方法，通过试验测试和有限元参数分析，研究栓钉受剪加载全过程和焊缝形态对栓钉抗剪承载力的影响。研究结果表明：试件的破坏模式为栓钉断裂，断裂前试件经历了显著的弹性和塑性变化过程；焊缝对栓钉的抗剪承载力有显著提高，试验测试值为公路桥梁现行设计标准规定计算值的1.59倍；采用角焊缝围焊的栓钉，当焊缝尺寸控制在合理范围内时，栓钉的抗剪承载力随焊缝高度线性增大；采用瓷环成形的栓钉，焊缝高度h与直径D的比值不宜大于0.42，在此限值范围内，栓钉抗剪承载力随焊缝高度和直径线性增大；有限元模拟时需考虑焊缝形态的影响，否则会降低栓钉的抗剪承载力。
采用推出试验分析和有限元模拟结合的方法，通过试验测试和有限元参数分析，研究栓钉受剪加载全过程和焊缝形态对栓钉抗剪承载力的影响。研究结果表明：试件的破坏模式为栓钉断裂，断裂前试件经历了显著的弹性和塑性变化过程；焊缝对栓钉的抗剪承载力有显著提高，试验测试值为公路桥梁现行设计标准规定计算值的1.59倍；采用角焊缝围焊的栓钉，当焊缝尺寸控制在合理范围内时，栓钉的抗剪承载力随焊缝高度线性增大；采用瓷环成形的栓钉，焊缝高度h与直径D的比值不宜大于0.42，在此限值范围内，栓钉抗剪承载力随焊缝高度和直径线性增大；有限元模拟时需考虑焊缝形态的影响，否则会降低栓钉的抗剪承载力。
2020, 50(12): 150-159.
doi: 10.13204/j.gyjzG19120105
摘要:
为研究非荷载作用对超高层建筑带来的影响，通过ANSYS数值模拟以及对监测数据进行分析。首先针对钢管混凝土柱构件，通过ASHREA晴空模型和CEB-FIP（90）预测模型分别引入温度作用和混凝土徐变作用，进行有限元分析。结果表明构件水平变形受非均匀温度场影响，随截面增大而降低，大于900 mm后趋于平缓，并随柱长的增加而快速增大。其次，通过对结构层面的分析，提出一种简化计算方法，并以津湾广场9号楼为背景进行模拟分析。分析表明：构件非均匀温度场的影响仅限于局部应力，对结构整体作用较小；对津湾广场9号楼的温度和应力监测结果进行分析，验证有限元模拟结果的有效性。最后通过进一步参数分析，认为结构封顶时厚涂型防火涂料施工进度达到全高的一半以上，可在设计中适当忽略温度作用的影响。
为研究非荷载作用对超高层建筑带来的影响，通过ANSYS数值模拟以及对监测数据进行分析。首先针对钢管混凝土柱构件，通过ASHREA晴空模型和CEB-FIP（90）预测模型分别引入温度作用和混凝土徐变作用，进行有限元分析。结果表明构件水平变形受非均匀温度场影响，随截面增大而降低，大于900 mm后趋于平缓，并随柱长的增加而快速增大。其次，通过对结构层面的分析，提出一种简化计算方法，并以津湾广场9号楼为背景进行模拟分析。分析表明：构件非均匀温度场的影响仅限于局部应力，对结构整体作用较小；对津湾广场9号楼的温度和应力监测结果进行分析，验证有限元模拟结果的有效性。最后通过进一步参数分析，认为结构封顶时厚涂型防火涂料施工进度达到全高的一半以上，可在设计中适当忽略温度作用的影响。
2020, 50(12): 160-165.
doi: 10.13204/j.gyjzG19122806
摘要:
碳纤维布（CFRPS）与混凝土之间的黏结性能是影响碳纤维布加固混凝土结构受力性能的主要因素之一。为了研究影响碳纤维布-混凝土的黏结性能的因素，针对单位面积不同质量的碳纤维布、碳纤维布层数和混凝土强度等级，进行了碳纤维布-混凝土界面黏结性能的双剪试验。在不同碳纤维布、不同碳纤维布层数和不同混凝土强度等级下，分析碳纤维布与混凝土黏结界面的破坏特征，结合其荷载-位移曲线分析碳纤维布-混凝土黏结界面的破坏机理。采用应变叠加法得到黏结应力-滑移曲线，分析不同因素下的滑移量和最大剪应力，得到滑移量及最大剪应力在单一因素下的影响规律。试验结果表明：试件破坏发生均在混凝土表层之间；碳纤维布层数与混凝土强度等级能增加其界面极限承载力和最大剪应力，而不同的碳纤维布对界面极限承载力和最大剪应力影响不大；碳纤维布的相对滑移量随着碳纤维布单位面积质量、碳纤维布层数及混凝土强度等级增加而降低。
碳纤维布（CFRPS）与混凝土之间的黏结性能是影响碳纤维布加固混凝土结构受力性能的主要因素之一。为了研究影响碳纤维布-混凝土的黏结性能的因素，针对单位面积不同质量的碳纤维布、碳纤维布层数和混凝土强度等级，进行了碳纤维布-混凝土界面黏结性能的双剪试验。在不同碳纤维布、不同碳纤维布层数和不同混凝土强度等级下，分析碳纤维布与混凝土黏结界面的破坏特征，结合其荷载-位移曲线分析碳纤维布-混凝土黏结界面的破坏机理。采用应变叠加法得到黏结应力-滑移曲线，分析不同因素下的滑移量和最大剪应力，得到滑移量及最大剪应力在单一因素下的影响规律。试验结果表明：试件破坏发生均在混凝土表层之间；碳纤维布层数与混凝土强度等级能增加其界面极限承载力和最大剪应力，而不同的碳纤维布对界面极限承载力和最大剪应力影响不大；碳纤维布的相对滑移量随着碳纤维布单位面积质量、碳纤维布层数及混凝土强度等级增加而降低。
2020, 50(12): 166-171.
doi: 10.13204/j.gyjzGYJZ2019013004
摘要:
为大幅度提高既有钢筋混凝土梁的正截面抗弯承载力同时避免混凝土湿作业，提出了一种采用双侧槽钢加固钢筋混凝土梁的方法。通过对5个不同连接方式的加固试件及1个未加固试件的对比试验，分析了该加固方法的有效性，测试了各试件抗弯承载力、延性、破坏形态，对比分析了各种计算方法计算试件抗弯承载力的准确性。结果表明：1）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土框架梁后，框架梁的正截面抗弯承载力有大幅度提升；2）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土梁试件的抗弯承载力是按GB 50017—2017《钢结构设计标准》中钢与混凝土组合梁方法计算的抗弯承载力的73%~78%；3）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土梁试件的抗弯承载力是按YB 9082—2006《钢骨混凝土结构技术规程》中叠加方法计算的抗弯承载力的1.21~1.28倍；4）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土梁试件的实测抗弯承载力是按JGJ 138—2016《组合结构设计规范》中考虑内置钢骨应力分布影响后计算的抗弯承载力的0.96~1.01倍，较为合理。
为大幅度提高既有钢筋混凝土梁的正截面抗弯承载力同时避免混凝土湿作业，提出了一种采用双侧槽钢加固钢筋混凝土梁的方法。通过对5个不同连接方式的加固试件及1个未加固试件的对比试验，分析了该加固方法的有效性，测试了各试件抗弯承载力、延性、破坏形态，对比分析了各种计算方法计算试件抗弯承载力的准确性。结果表明：1）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土框架梁后，框架梁的正截面抗弯承载力有大幅度提升；2）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土梁试件的抗弯承载力是按GB 50017—2017《钢结构设计标准》中钢与混凝土组合梁方法计算的抗弯承载力的73%~78%；3）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土梁试件的抗弯承载力是按YB 9082—2006《钢骨混凝土结构技术规程》中叠加方法计算的抗弯承载力的1.21~1.28倍；4）采用螺栓连接的双侧槽钢加固钢筋混凝土梁试件的实测抗弯承载力是按JGJ 138—2016《组合结构设计规范》中考虑内置钢骨应力分布影响后计算的抗弯承载力的0.96~1.01倍，较为合理。
2020, 50(12): 172-179.
doi: 10.13204/j.gyjzG20051507
摘要:
地铁车站施工经常需要下穿既有建筑结构，然而下穿既有地道桥的相关施工经验较少。由于既有地道桥需要保障交通通畅，因此在地铁车站建设的同时保障地道桥的安全和快速恢复交通十分重要。以哈尔滨地铁3号线哈平路站下穿保健路地道桥的施工实践为例，对车站通道上方的地道桥托换加固施工技术进行详细介绍。为了验证该施工技术的可靠性，对车站通道盖挖下穿既有地道桥的施工进行全过程数值模拟，分析托换加固后地道桥在其下部车站通道盖挖施工过程中的沉降变形。分析结果表明：托换加固后的保健路地道桥最大竖向变形仅为2.35 mm，最大应力为0.210 MPa，远小于其抗拉变形和强度设计值，证明了所采用的地道桥托换加固方案可靠性。
地铁车站施工经常需要下穿既有建筑结构，然而下穿既有地道桥的相关施工经验较少。由于既有地道桥需要保障交通通畅，因此在地铁车站建设的同时保障地道桥的安全和快速恢复交通十分重要。以哈尔滨地铁3号线哈平路站下穿保健路地道桥的施工实践为例，对车站通道上方的地道桥托换加固施工技术进行详细介绍。为了验证该施工技术的可靠性，对车站通道盖挖下穿既有地道桥的施工进行全过程数值模拟，分析托换加固后地道桥在其下部车站通道盖挖施工过程中的沉降变形。分析结果表明：托换加固后的保健路地道桥最大竖向变形仅为2.35 mm，最大应力为0.210 MPa，远小于其抗拉变形和强度设计值，证明了所采用的地道桥托换加固方案可靠性。
2020, 50(12): 180-185.
doi: 10.13204/j.gyjzG20073101
摘要:
上海油罐艺术中心是全球首个油罐改造空间案例，也是国内工业遗产改造项目的典范，作为国内首家非营利艺术机构，具有很高的社会知名度。上海油罐艺术中心由一组废弃航空储油罐及附属设施改造而成，主要从设计理念、空间布局、功能定位、地表重构四方面探究油罐艺术中心的改造方法，并阐述了改造后产生的营运社会效果和经济意义。通过对废弃油罐的改造更新，将绿地公园与艺术展览、大地景观与建筑空间、工业遗存与创新未来巧妙地融合起来并融入到城市生活中，实现了从废弃工业遗存到城市开放公园的转变。
上海油罐艺术中心是全球首个油罐改造空间案例，也是国内工业遗产改造项目的典范，作为国内首家非营利艺术机构，具有很高的社会知名度。上海油罐艺术中心由一组废弃航空储油罐及附属设施改造而成，主要从设计理念、空间布局、功能定位、地表重构四方面探究油罐艺术中心的改造方法，并阐述了改造后产生的营运社会效果和经济意义。通过对废弃油罐的改造更新，将绿地公园与艺术展览、大地景观与建筑空间、工业遗存与创新未来巧妙地融合起来并融入到城市生活中，实现了从废弃工业遗存到城市开放公园的转变。
